(57)【要約】【課題】被駆動部材の振動体摺動面や該摺動面を摺動する超音波リニアモータの超音波振動体の摩耗を抑制することのできる物体位置決め装置を提供する。【解決手段】超音波リニアモータ１４の超音波振動体１５を物体位置決めテーブル１３の移動方向（矢印Ａ）と直交する方向にほぼ一定の間隔で複数列に且つ隣り合う二つの列間でずらして配列し、１列目の超音波振動体１５と２列目の超音波振動体１５が被駆動部材の振動体摺動面を同一の軌道で摺動しないようにする。【選択図】  図４
2005019710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、この基台の上面に設けられた複数のリニアガイドと、これらのリニアガイドを介して前記基台に直動可能に支持された物体位置決めテーブルと、前記基台または前記物体位置決めテーブルに固定された被駆動部材と、この被駆動部材に複数個の超音波振動体を接触させて前記物体位置決めテーブルまたは前記基台に取り付けられた超音波リニアモータとを備えた物体位置決め装置において、
前記複数個の超音波振動体を前記物体位置決めテーブルの移動方向と直交する方向にほぼ一定の間隔で複数列に且つ隣り合う二つの列をずらしたことを特徴とする物体位置決め装置。
【請求項２】
基台と、この基台の上面に設けられた複数のリニアガイドと、これらのリニアガイドを介して前記基台に直動可能に支持された物体位置決めテーブルと、前記基台または前記物体位置決めテーブルに固定された被駆動部材と、この被駆動部材にそれぞれ複数個の超音波振動体を接触させて前記物体位置決めテーブルまたは前記基台に取り付けられた複数の超音波リニアモータとを備えた物体位置決め装置において、
前記複数個の超音波振動体を前記物体位置決めテーブルの移動方向と直交する方向にほぼ一定の間隔で複数列に且つ隣り合う二つの超音波リニアモータ間でずらして配列したことを特徴とする物体位置決め装置。
【請求項３】
被駆動部材の被駆動部材摺動面に摺動可能に接触する複数個の超音波振動体を有する超音波リニアモータにおいて、
前記複数個の超音波振動体を前記被駆動部材の相対駆動方向と直交する方向にほぼ一定の間隔で複数列に且つ隣り合う二つの列をずらしたことを特徴とする超音波リニアモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハなどの物体を位置決めする物体位置決め装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、精密直動装置の駆動源としては、ステッピングモータなどの磁場を利用したモータが用いられてきた。しかし、半導体製造装置、液晶製造装置、Ｘ線や電子線を使用した計測装置等のように、磁場を利用した装置や磁場によって測定精度が低下する装置が増加している。このような装置においては、直動装置駆動源として用いられるステッピングモータが発する磁場が問題となっていた。
【０００３】
このような要求から、磁場を用いない圧電効果を利用した超音波リニアモータが提案され（特許文献１参照）、直動装置に非磁性の駆動源として利用されるようになってきた。
駆動源として超音波リニアモータを利用した物体位置決め装置の一例を図９乃至図１３に示す。この物体位置決め装置１０は図示しない機械の固定部に固定される基台１１と、この基台１１の上面に設けられた複数のリニアガイド１２とを備えており、各リニアガイド１２は案内レール１２ａとスライダ１２ｂとで構成されている。また、物体位置決め装置１０はリニアガイド１２を介して基台１１に直動可能に支持された物体位置決めテーブル１３を備えており、この物体位置決めテーブル１３には超音波リニアモータ１４が取り付けられている。
【０００４】
超音波リニアモータ１４は複数個の超音波振動子１８（図１３参照）と、これらの超音波振動子１８に接合された超音波振動体１５とを有しており、これらの超音波振動体１５を基台１１に固定された被駆動部材１６の振動体摺動面１６ａ（図９参照）に接触させて物体位置決めテーブル１３に取り付けられている。超音波振動子１８は、超音波振動子１８内に配置された圧電素子１７の伸縮により加振される。
【０００５】
このように構成される物体位置決め装置１０は、超音波リニアモータ１４の超音波振動子１８を超音波振動させると、超音波振動子１８に接合された超音波振動体１５が楕円振動しながら被駆動部材１６の振動体摺動面１６ａ上を摺動することによって、物体位置決めテーブル１３が案内レール１２ａの長手方向に送り駆動される。モータは超音波振動子内に配置された圧電素子の伸縮により駆動され、磁場は発生しない。従って、Ｘ線、電子線等を利用した半導体製造装置、計測装置においても精度低下などの問題を起さず使用することができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−１８４３８２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、直動装置の駆動源などに利用される超音波リニアモータは、ステッピングモータなどに比べると駆動力が小さく、駆動力が不足する場合がある。このような場合には、複数のモータを直動装置に取り付けることが行われている。また、複数のモータを使用する場合は、モータ数の増加による直動装置のサイズアップや重量増加を抑えるために、同一レール上に複数の超音波リニアモータを走行させることが望ましい。しかし、同一レール上に複数の超音波リニアモータを配置した場合、レールの特定箇所をフィンガーチップが通過する回数がモータの数だけ増加してしまい、レール摩耗の促進と摩耗による表面粗さの悪化、レール表面粗さの悪化によるフィンガーチップの摩耗促進などによりモータレール及び超音波リニアモータの寿命を低下させる問題点があった。
【０００８】
また、上述した物体位置決め装置では、図１３に示すように、超音波振動体１５が物体位置決めテーブル１３の移動方向（図中矢印Ａ）と直交する方向にほぼ一定の間隔で複数列に且つ隣り合う二つの列間で格子状に配列されているため、１列目の超音波振動体１５と２列目の超音波振動体１５が被駆動部材１６の振動体摺動面１６ａを同一の軌道で摺動することになる。このため、被駆動部材１６の摩耗が超音波振動体１５によって促進されたり、あるいは振動体摺動面１６ａの表面粗さが粗くなることによって超音波振動体１５が早期に摩耗したりすることがあった。
【０００９】
そこで本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、被駆動部材や超音波振動子の摩耗を抑制することのできる物体位置決め装置を提供することを目的とする。また、本発明は被駆動部材や超音波振動子等の摩耗を抑制することのできる超音波リニアモータを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、基台と、この基台の上面に設けられた複数のリニアガイドと、これらのリニアガイドを介して前記基台に直動可能に支持された物体位置決めテーブルと、前記基台または前記物体位置決めテーブルに固定された被駆動部材と、この被駆動部材に複数個の超音波振動体を接触させて前記物体位置決めテーブルまたは前記基台に取り付けられた超音波リニアモータとを備えた物体位置決め装置において、前記複数個の超音波振動体を前記物体位置決めテーブルの移動方向と直交する方向にほぼ一定の間隔で複数列に且つ隣り合う二つの列をずらしたことを特徴とするものであり、このような構成を採用することで、１列目の超音波振動体と２列目の超音波振動体が被駆動部材の振動体摺動面を同じ軌道で摺動しなくなるので、被駆動部材や超音波振動子の摩耗を抑制することができる。
【００１１】
請求項２の発明は、基台と、この基台の上面に設けられた複数のリニアガイドと、これらのリニアガイドを介して前記基台に直動可能に支持された物体位置決めテーブルと、前記基台または前記物体位置決めテーブルに固定された被駆動部材と、この被駆動部材にそれぞれ複数個の超音波振動体を接触させて前記物体位置決めテーブルまたは前記基台に取り付けられた複数の超音波リニアモータとを備えた物体位置決め装置において、前記複数個の超音波振動体を前記物体位置決めテーブルの移動方向と直交する方向にほぼ一定の間隔で複数列に且つ隣り合う二つの超音波リニアモータ間でずらして配列したことを特徴とするものであり、このような構成を採用することで、複数の超音波リニアモータのうち隣り合う二つの超音波リニアモータの超音波振動体が被駆動部材の振動体摺動面を同じ軌道で摺動しなくなるので、被駆動部材や超音波振動体の摩耗を抑制することができる。
【００１２】
請求項３の発明は、被駆動部材の被駆動部材摺動面に摺動可能に接触する複数個の超音波振動体を有する超音波リニアモータにおいて、前記複数個の超音波振動体を前記被駆動部材の相対駆動方向と直交する方向にほぼ一定の間隔で複数列に且つ隣り合う二つの列をずらしたことを特徴とするものであり、このような構成を採用することで、１列目の超音波振動体と２列目の超音波振動体が被駆動部材の振動体摺動面を同一の軌道で摺動しなくなるので、被駆動部材や超音波振動体の摩耗を抑制することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の第１の実施形態に係る物体位置決め装置の平面図、図２は同実施形態に係る物体位置決め装置の側面図、図３は同実施形態に係る物体位置決め装置の正面図である。図１乃至図３において、本発明の第１の実施形態に係る物体位置決め装置２０は、図示しない機械の固定部に固定される基台１１と、この基台１１の上面に設けられた複数のリニアガイド１２とを備えており、各リニアガイド１２は案内レール１２ａとスライダ１２ｂとで構成されている。また、物体位置決め装置２０はリニアガイド１２を介して基台１１に直動可能に支持された物体位置決めテーブル１３を備えており、この物体位置決めテーブル１３には、物体位置決めテーブル１３を案内レール１２ａの長手方向に送り駆動する超音波リニアモータ１４が取り付けられている。
【００１４】
超音波リニアモータ１４は、複数個の超音波振動子１８（図１３参照）と、これらの超音波振動子１８に接合された複数個の超音波振動体１５（図２及び図３参照）とを有しており、これらの超音波振動体１５を基台１１に固定された被駆動部材としての被駆動部材１６の振動体摺動面１６ａ（図１参照）に接触させて物体位置決めテーブル１３に取り付けられている。
【００１５】
図４は図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う矢視図であり、同図に示されるように、超音波リニアモータ１４の超音波振動体１５は、物体位置決めテーブル１３の移動方向（図中矢印Ａ方向）と直交する方向にほぼ一定の間隔で二列に且つ隣り合う二つの列間でずらして配列されている。
このように、超音波リニアモータ１４の超音波振動体１５を物体位置決めテーブル１３の移動方向と直交する方向にほぼ一定の間隔で二列に且つ隣り合う二つの列間でずらして配列すると、１列目の超音波振動体１５と２列目の超音波振動体１５が被駆動部材１６の振動体摺動面１６ａを同一の軌道で摺動しなくなる。従って、超音波振動体１５を隣り合う二つの列間で格子状に配列した場合に比較して、超音波振動体１５や被駆動部材１６の摩耗を抑えられるため、装置の耐久寿命を向上させることができる。
【００１６】
次に、本発明の第２の実施形態を図５〜図８を参照して説明する。
図５乃至図７において、本発明の第２の実施形態に係る物体位置決め装置３０は、図示しない機械の固定部に固定される基台１１と、この基台１１の上面に設けられた複数のリニアガイド１２とを備えており、各リニアガイド１２は案内レール１２ａとスライダ１２ｂとで構成されている。また、物体位置決め装置３０はリニアガイド１２を介して基台１１に直動可能に支持された物体位置決めテーブル１３を備えており、この物体位置決めテーブル１３には、物体位置決めテーブル１３を案内レール１２ａの長手方向に送り駆動する二つの超音波リニアモータ１４，１４が取り付けられている。
【００１７】
超音波リニアモータ１４は、それぞれ複数個の超音波振動子１８と、これらの超音波振動子１８に接合された複数個の超音波振動体１５（図６及び図７参照）とを有しており、これらの超音波振動体１５を基台１１に固定された被駆動部材１６の振動体摺動面１６ａ（図５参照）に接触させて物体位置決めテーブル１３に取り付けられている。
【００１８】
図８は図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う矢視図であり、同図に示されるように、物体位置決めテーブル１３に取り付けられた二つの超音波リニアモータ１４，１４の超音波振動体１５は、物体位置決めテーブル１３の移動方向（図中矢印Ａ方向）と直交する方向にほぼ一定の間隔で二列に且つ隣り合う二つの超音波リニアモータ１４，１４間でずらして配列されている。
【００１９】
このように、物体位置決めテーブル１３に取り付けられた二つの超音波リニアモータ１４，１４の超音波振動体１５を物体位置決めテーブル１３の移動方向と直交する方向にほぼ一定の間隔で複数列に且つ隣り合う二つの超音波リニアモータ１４，１４間でずらして配列すると、隣り合う二つの超音波リニアモータ１４，１４の超音波振動体１５が被駆動部材１６の振動体摺動面１６ａを同一の軌道で摺動しなくなる。従って、超音波振動体１５を隣り合う二つの超音波リニアモータ１４，１４間で格子状に配列した場合に比較して、超音波振動体１５や被駆動部材１６の摩耗を抑えられるため、装置の耐久寿命を向上させることができる。
【００２０】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではない。たとえば、上述した第１及び第２の実施形態では被駆動部材１６を基台１１に固定したが、被駆動部材１６を物体位置決めテーブル１３に固定し、超音波リニアモータ１４を基台１１に取り付けてもよい。また、第１及び第２の実施形態ではリニアガイド１２の案内レール１２ａを基台１１に取り付けたが、案内レール１２ａを物体位置決めテーブル１３に取り付け、スライダ１２ｂを基台１１に取り付けてもよい。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、１列目の超音波振動体と２列目の超音波振動体が被駆動部材の振動体摺動面を同一の軌道で摺動しなくなるので、被駆動部材や超音波振動子の摩耗を抑制することができる。
請求項２の発明によれば、第１の超音波リニアモータの超音波振動体と第２の超音波リニアモータの超音波振動体が被駆動部材の振動体摺動面を同一の軌道で摺動しなくなるので、被駆動部材や超音波振動体の摩耗を抑制することができる。
請求項３の発明によれば、１列目の超音波振動体と２列目の超音波振動体が被駆動部材の振動体摺動面を同一の軌道で摺動しなくなるので、被駆動部材や超音波振動体の摩耗を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る物体位置決め装置の平面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る物体位置決め装置の側面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る物体位置決め装置の正面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った矢視図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る物体位置決め装置の平面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る物体位置決め装置の側面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る物体位置決め装置の正面図である。
【図８】図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った矢視図である。
【図９】従来の物体位置決め装置の平面図である。
【図１０】従来の物体位置決め装置の側面図である。
【図１１】従来の物体位置決め装置の正面図である。
【図１２】図１０のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った矢視図である。
【図１３】図１１に示す超音波リニアモータの概略構成図である。
【符号の説明】
１１    基台
１２    リニアガイド
１２ａ  案内レール
１２ｂ  スライダ
１３    物体位置決めテーブル
１４    超音波リニアモータ
１５    超音波振動体
１６    被駆動部材
１６ａ  振動体摺動面
１８    超音波振動子
【図１】
2005019710.tif 000003
【図２】
2005019710.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005019710.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2005019710.tif 000009
【図８】
2005019710.tif 000010
【図９】
2005019710.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2005019710.tif 000013
【図１２】
2005019710.tif 000014
【図１３】
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